Biosensing in multiple sclerosis.
本文系统综述了可穿戴生物传感器在多发性硬化(MS)研究中的应用。MS 为中枢神经系统免疫介导的慢性脱髓鞘疾病,现有扩展残疾状态量表(EDSS)等床旁神经功能检查对短期变化不敏感且依赖评估者。可穿戴生物传感器有望提供比标准检查更客观、更敏感、重复性更好的功能结局指标,并支持家庭或基层远程评估。作者通过结构化文献检索,纳入使用加速度计、...
本文系统综述了可穿戴生物传感器在多发性硬化(MS)研究中的应用。MS 为中枢神经系统免疫介导的慢性脱髓鞘疾病,现有扩展残疾状态量表(EDSS)等床旁神经功能检查对短期变化不敏感且依赖评估者。可穿戴生物传感器有望提供比标准检查更客观、更敏感、重复性更好的功能结局指标,并支持家庭或基层远程评估。作者通过结构化文献检索,纳入使用加速度计、...
本文报道了一种柔性手套基电化学生物传感器,其采用高可拉伸印刷电极系统,作为面向国防与食品安全应用的可穿戴现场筛查工具。该一次性且机械鲁棒的“手套实验室”将可拉伸可印刷酶基生物传感系统与不同手指上的主动采样表面集成,并连接紧凑电子接口,实现电化学检测及向智能手机实时无线传输数据。采用耐应力油墨印刷电极系统和通往无线电子接口的长蛇形互连...
纹身式表皮传感器是一类真正可穿戴的电子器件,因其超薄和柔软而受到关注。现有器件多基于薄金属膜、硅膜或纳米颗粒可打印墨水。本文报道了一种由石墨烯制成的亚微米厚多模态电子纹身传感器(GET)。GET采用细丝状蛇形结构,通过低成本、低耗时的“湿转移、干图案化”方法制备,总厚度为463±30 nm,光学透过率约85%,可拉伸性超过40%。G...
可穿戴传感器技术的演进正在推动医疗、计算、通信与生物医学等多领域变革,其核心优势是在患者自然环境中连续监测和分析生理状态。目前市售可穿戴设备多集中于电生理、机电或声学测量,而可穿戴生化传感仍处于起步阶段。传统生化传感中的可靠性、重复性、稳定性与漂移等问题,在可穿戴系统中因运行环境、样品/传感器处理及运动伪影而进一步放大。酶传感技术由...
本文报道了一种用于无接触监测呼吸率的新颖传感器,其由多材料纤维排列成螺旋天线形式,中心频率为2.45 GHz。所采用的金属-玻璃-聚合物复合纤维具有高柔韧性,可集成到棉质T恤中而不影响穿着舒适性和用户活动自由度。由于胸部扩张和肺内空气体积变化引起天线几何结构改变,天线工作频率发生显著偏移,从而实现呼吸检测。与许多现有方案不同,该传感...
近年来,可穿戴传感器需求快速增长,表皮化学传感受到关注。本文报道了首个完全集成的眼镜式无线多路化学传感平台,可实时监测汗液电解质和代谢物。该平台将安培法乳酸生物传感器和电位法钾离子选择性电极分别集成到眼镜的两个鼻托垫上,并与位于眼镜腿部的无线电子背板相连,实现汗液乳酸和钾水平的同步实时监测,且无明显串扰。电化学传感器通过丝网印刷制备...
本文报道了一项关于受控人体运动对光电容积脉搏波(PPG)信号影响的系统实验研究。研究分两组,分别纳入5名和18名受试者,在受试者完成站立、坐位、卧位及体位转换、手臂摆动和手腕旋转等设定运动时,同步监测呼吸频率、心率和局部血压等生理参数。所用手指式PPG探头为作者自研定制,集成微型三轴加速度计,旨在实现可重复佩戴并研究运动伪迹。实验记...
全球有超过300万人依赖轮椅出行。非侵入式电生理信号可为人机交互提供直观接口,例如基于眼动的轮椅控制。然而,现有平台通常使用金属电极、导电凝胶和亚克力贴片固定于皮肤,存在佩戴不适、易致皮肤刺激等问题。本文提出一种可与皮肤干式共形接触的软性生物电子系统。该机械舒适传感器可记录高保真眼电图(EOG),性能与传统凝胶电极相当。定量信号分析...
本研究为初步随机对照试验,评估基于经皮酒精传感器(SCRAM)的每日条件强化能否减少重度饮酒。30名未寻求治疗的成人随机接受3周递增现金强化(CR)或配对非条件强化(NR),设1周基线和1个月随访。CR组在既未自报也未检出饮酒的每日获现金,起始5美元,之后每日增加2美元,最高17美元;一旦饮酒则无奖励并次日重置。NR组与CR组每日金...
新一代便携式生物传感器可频繁测量与健康相关的生理参数。本研究利用这些设备监测不同活动中人体生理变化,并评估其在健康管理、疾病诊断与分析中的作用。通过对最多43名受试者进行长期记录,累计获得超过25万次每日测量,发现各生理参数存在个性化昼夜节律差异,并复现既往生理学研究结果。研究还发现特定环境(如航空飞行)可引起显著生理变化,包括外周...
目前对高性能喷气机飞行员在真实飞行中承受高加速度时的生理反应研究较少,且尚无使用可穿戴生物传感器获取的规范数据。本研究利用美国 FDA 批准的便携式三轴加速度计与生物传感器 Zephyr BioPatch,对 5 名美国海军 F/A-18 飞行员(3 名编队飞行员、2 名单机飞行员)进行飞行生理监测,记录心率、呼吸率、体温、能量消耗...
环境辅助生活可通过促进身体、心理和社会福祉改善健康。本文在智能家居环境中,利用轻量级生物传感器和网络化精神科筛查量表收集患者的精神症状,并通过机器学习算法为精神科紧急情况提供环境智能。患者精神状态被建模为隐马尔可夫模型(HMM),模型参数分别采用 Viterbi 路径计数和可扩展的随机变分推断(SVI)训练算法估计。基于观测序列确定...
柔性可穿戴传感设备能够连续、实时、非侵入地获取人体生理信息,但现有设计多只监测少量物理或电生理参数,忽略了汗液等生物标志物提供的丰富化学信息。本文提出一种贴肤式化学–电生理混合可穿戴传感系统,可在同一柔性基底上同时实时监测生化指标乳酸和电生理信号心电图,从而提供更全面的健身与健康监测。该系统由三电极安培式乳酸生物传感器和双极心电图电...
本文讨论可穿戴生物医学传感器领域的“融合革命”,强调工程、数学、物理、生理学与临床团队的协作,是医疗级可穿戴设备从概念走向实用的关键。硬件微型化、无线通信、柔性电子、ASIC、MEMS 以及低功耗处理的发展,使身体传感器网络(BSN)能够长期、连续地采集、整合和分析人体信号,用于疾病预防、诊断和治疗。作者指出,人体不仅是传感器佩戴的...
压力管理对维持低压力水平、降低慢性疾病风险至关重要。本研究评估了利用一次性胸贴式生物传感器 HealthPatch 客观量化心理急性应激的应激指数(SI)指标的有效性。11名健康志愿者在左胸大肌沿心脏轴佩戴 HealthPatch,记录改良 II 导联心电图,并完成标准特里尔社会应激试验(TSST)。研究期间,受试者填写状态焦虑量表...
本文报道了一种集成无线电子器件的护齿式生物传感器,可非侵入式监测唾液尿酸(SUA)水平。该传感器将尿酸酶修饰的丝网印刷电极集成到护齿平台中,并配备解剖学微型化的仪器电子模块,包括恒电位仪、微控制器和蓝牙低功耗(BLE)收发器。与需要较大近场电源的RFID生物传感系统不同,该平台可将传感信息实时无线传输至智能手机、笔记本电脑及其他消费...
可靠检测非法药物使用对成瘾医学至关重要,但自报和尿液药物筛查存在明显局限。本研究为初步观察性研究,纳入4名急诊科接受静脉阿片类药物治疗的患者和1名在自然环境中使用可卡因的个体。将便携式生物传感器佩戴于受试者腕部掌侧,连续记录皮肤电活动(EDA)、皮肤温度和加速度;给药前至少5 min、给药期间及给药后至少30 min持续采集。结果显...
基于脑电图的神经状态监测通常显眼且不适。作者分析了一组可由腕戴设备舒适监测的生理信号,包括心率、血氧饱和度、皮肤电活动、皮肤温度和腕部运动,并利用机器学习分类准确区分个体的四种压力状态。研究还发现,在单次癫痫发作前70分钟内这些信号发生明显变化,所有数据的分类准确率均大于90%。实验使用 Affectiva Q Curve 和 No...
本文从当前医疗体系的经济、安全与概念危机出发,综述了扩展健康与福祉概念所需的心理、社会、文化、精神与环境因素。作者介绍积极心理学、进化心理学、复杂适应系统理论、基因组学与神经科学的贡献,并重点阐述“韧性”作为跨学科整合性概念的发展,尤其分析心率变异性(HRV)作为自主神经调节与心理生物健康标志物的实证文献。最后,文章讨论微型化动态数...
本文提出一种基于现成直流电机的可穿戴电磁生物传感器,用于非侵入式测量胸围变化并同步收集呼吸能量。作者将 Pololu 50:1 有刷微型金属齿轮电机改装为胸带,通过非弹性导线、弹簧和弹性绑带固定于胸壁。吸气时胸围增大,导线拉动转子旋转并压缩弹簧;呼气时弹簧使转子复位。依据法拉第电磁感应定律,电机输出电压与转子角速度成正比,对电压随时...